Погода в шторм: улучшение моделирования Великих озер

Погода в шторм: улучшение моделирования Великих озер

Совместная работа является продуктом исследователей из Мичиганского технологического университета, Университета Лойола Мэримаунт, LimnoTech и Лаборатории экологических исследований Великих озер Национального управления океанических и атмосферных исследований. Пэнфэй Сюэ, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии в Мичиганском технологическом институте, руководил исследованием во время своей работы в Исследовательском центре Великих озер на территории кампуса.«Одна из важных концепций изменения климата, помимо знания тенденции к потеплению, — это понимание того, что экстремальные явления становятся более серьезными», — говорит Сюэ. «Это одновременно и вызов, и важный фокус в моделировании регионального климата».

Чтобы установить эти связи, модель специально использует двустороннюю связь и трехмерное моделирование, чтобы связать взаимодействия атмосферы и тела озера. Двусторонняя связь похожа на улицу с двусторонним движением и обеспечивает обратную связь между переменными; другие модели используют предустановленные входы, которые больше похожи на улицы с односторонним движением.

Текущие модели также основаны на одномерных моделях озер, которые не могут учесть динамический характер гидрологических процессов в водоемах такого размера, как Великие озера.Для сравнения, в наиболее широко используемых глобальных климатических моделях используются только десятки точек сетки (разрешение примерно 0,5 градуса) для покрытия всех Великих озер, если они вообще учитывают озера. Чтобы создать более детальное представление, подобное тому, что уже было достигнуто при моделировании береговой линии океана, новая модель имитирует гидродинамику района Великих озер с помощью трехмерной гидродинамической модели, состоящей из 40 вертикальных слоев и 2-километрового разрешения по горизонтали. Это примерно 50 000 сеток для каждого слоя, что обеспечивает обратную связь между данными о воздухе и воде.

Используемые наборы данных настолько велики, что их можно запустить только на суперкомпьютере. Сюэ использует суперкомпьютер Superior в Исследовательском центре Великих озер. Сюэ и его команда проверили точность модели, сравнив ее моделирование с историческими записями и спутниковыми данными.«Такой подход был признан важным шагом в регионе Великих озер, который строился в течение последнего десятилетия», — говорит Сюэ.

На следующем этапе исследования модель будет расширена за счет стока поверхностных вод. Доработка модели — это усилие сообщества, и команда планирует работать с текущими соавторами, чтобы применить и проверить ограничения модели.

В своей текущей версии новая модель обеспечивает лучшую основу для дальнейших исследований Великих озер. Таким образом, ученые получат больше информации обо всем, от регионального изменения климата и судоходства до смягчения последствий нефтяных разливов и инвазивных видов.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *